Пластическое деформирование

1) Определения

Пластическое деформирование – способ изготовления металлических заготовок путём приложения извне усилия к металлу, находящемуся в состоянии высокой пластичности.

ОМД – аббревиатураобщего обозначения многообразия способов пластического деформирования металлов (обработка металлов давлением).

2) Виды способов ОМД

Прокатка – процесс обжатия слитка металла, нагретого до 800...1000 °С, вращающимися валками прокатного стана.

Прокатный стан – механический пресс, который деформирует заготовку между вращающимися валками, перемещая её возвратно-поступательно и периодически переворачивая на 90 градусов вокруг оси движения.

Исходная заготовка – стальнойслиток из сталелитейного цеха.

Продукция прокатки – листовые или профильные (сортамент) длинномерные стальные заготовки, предназначенные для дальнейшей обработки резанием: листы, пластины, круг, рельс,квадрат (называемые так по своему поперечному сечению) и тому подобное.

Технология прокатки: слиток многократно пропускают между верхним и нижним валками, и с каждым пропусканием расстояние между валками уменьшается: металл слитка вытягивается в длину и ширину.

Свободная ковка – при ручной ковке ударный инструмент – молот оказывает многократное прерывистое воздействие на нагретую до 800...1000 °С стальную заготовку, лежащую на наковальне, и она, деформируясь под ударами, приобретает заданную форму и размеры.

Ковочный молот (пневматический или механический) – осуществляет машинную ковку деталей средних размеров.

Ковочный пресс (гидравлический) – осуществляет машинную ковку деталей крупных размеров.

Операции свободной ковки: осадка, высадка, вытяжка, прошивка, гибка, рубка, кузнечная сварка, кручение.

Технология ковки: кузнец клещами поворачивает лежащую на столе пресса заготовку, а боёк, закреплённый на движущемся вниз пуансоне, ударяет по нужному месту заготовки.

Штамповка – формообразование стальной заготовки происходит в штампе при силовом смыкании нижней и верхней его разъёмных частей, в которых выполнены рабочие полости (углубления) по форме заготовки. Форма и размеры поковки (штампованной заготовки) гораздо ближе к детали, чем при ковке. Верхняя часть штампа закреплена на пуансоне, двигающемся вверх и вниз, а нижняя часть – на столе пресса.

Штамповочные прессы гораздо мощнее ковочных, так как они должны сформировать заготовку за один удар пуансона.

Штамповка бывает: горячей и холодной, листовой и объёмной.

Штампы бывают одно- и многоручьевые (предусматривающие несколько переходов формообразования заготовки), открытыми и закрытыми (безоблойными).

Сортамент штампованных изделий: от деталей часов до днищ паровых котлов.

Волочение – процесс ОМД, при котором заготовку в виде проволоки или прутка протягивают через отверстие инструмента – волоку (фильеру), площадь сечения которого меньше площади сечения заготовки. В результате сечение проволоки уменьшается в размере, а длина увеличивается.

Коэффициент вытяжки за один проход – 1,2...1,6. а за несколько – достигает 6,5, то есть длина проволоки увеличивается в 6,5 раза. Профиль продукции обеспечивается формой отверстия в волоке, изготовляемой из инструментальных углеродистых сталей от У8А до У12А., а для проволоки диаметром менее 0,3 мм – из алмаза.

Прессование – процесс ОМД, заключающийся в выдавливании металла пуансоном из закрытого контейнера через отверстие в матрице, профиль заготовки определяется профилем отверстия.

Сортамент прессованных изделий: прутки, трубы, детали в виде стержня, имеющего сложное поперечное сечение (уголок, квадрат. звёздочка и тому подобное).

Порошковая металлургия

1) Определения

Металлургия – производство металлов и сплавов и их термическая и химическая обработка.

Порошковая металлургия – технология изготовления заготовок и деталей из металлических порошков.

Брикет – плитка из спрессованного материала.

2) Технология порошковой металлургии:

производство порошков из металла;

прессование порошка в брикеты по форме детали;

спекание брикетов при температуре 0,4...0,9 температуры плавления основного металла, содержащегося в брикете;

в результате получают пористую металлическую деталь.

3) Материал порошков: стальные, кобальтовые, медные, никелевые, карбидовольфрамовые, карбидотитановые, оксидоалюминиевые и другие.

4) Достоинства технологии:

невысокая трудоёмкость изготовления деталей сложных форм, которые невозможно изготовить другими способами;

высокая точность исполнения размеров: максимально близко к размерам детали: коэффициент использования материала 0,95...1, и в большинстве случаев не требуется дальнейшая механическая обработка;

невысокая себестоимость изготовления детали;

возможность получения псевдосплавов металлов с неметаллами (например, медь и графит);

возможность пропитки пористых изделий порошковой металлургии веществами. снижающими коэффициент трения.

5) Недостатки материала из спечённого порошка:

высокая пористость снижает механические свойства материала детали по сравнению с другими способами изготовления металлических заготовок;

возможность изготовления деталей только небольших размеров.

6) Применение: изготовление деталей небольших размеров и сложной формы, имеющих низкий коэффициент трения и не подвергающихся высоким нагрузкам, корпусные и навесные детали огнестрельного оружия и других аппаратов и приборов.